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四川芙蓉集团实业有限责任公司白皎煤矿

科学技术报告

白皎煤矿井下深孔预裂爆破 提高矿井抽采率的研究

研究人员：俞学平 邱帮汉 盛建发 张代远 彭世龙 陈 靓

工作完成时间：2009年11月 报告提交时间：2009年11月

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目 录

摘要 ................................................................................................................................................ 3

1 白皎煤矿基本情况 ......................................................................................................... 4

1.1 企业概况 .......................................................... 4 1.2煤层赋存及地质条件 ................................................ 4 1.3矿井开拓方式及回采工艺 ............................................ 6 1.4 矿井灾害情况 ...................................................... 6 1.5 通风系统与瓦斯抽采系统 ............................................ 8 1.6 本课题开展的必要性 ............................................... 12

2 煤层深孔预裂爆破情况 ............................................................................................. 13

2.1 深孔预裂爆破的原理 ............................................... 13 2.2 深孔预裂爆破的装药特点 ........................... 错误！未定义书签。 2.3 装药前的检查、检测 ............................................... 13 2.4 装药装置及工序 ....................................................................... 错误！未定义书签。 2.5 封孔概况 ................................................................................... 错误！未定义书签。 2.6 起爆位置及起爆点 ................................................................... 错误！未定义书签。

3 深孔预裂爆破技术在白皎煤矿穿层预抽中的应用 ................................... 17

3.1 深孔预裂爆破技术在白皎矿2382材料道的应用 ........ 错误！未定义书签。 3.1.1 2382材料道基本概况 ...................................................................................... 17 3.1.2 2382材料道深孔预裂爆破概况 ...................................... 错误！未定义书签。 3.1.3 2382材料道实施深孔预裂爆破后抽采效果 .................. 错误！未定义书签。 3.2 深孔预裂爆破技术在白皎矿2382回风巷的应用 ........................ 20

3.2.1 2382回风巷基本概况 ...................................................................................... 20 3.2.2 2382回风巷深孔预裂爆破概况 ...................................... 错误！未定义书签。 3.2.3 2382回风巷实施深孔预裂爆破后抽采效果 .................. 错误！未定义书签。

5 结语 ......................................................................................................错误！未定义书签。

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摘 要

白皎煤矿是全国有名的难治理煤与瓦斯突出矿井。现主要采用底板穿层钻孔网格预抽、顺层平行孔抽采、俯伪斜穿层钻孔抽采等治理瓦斯灾害。

由于白皎煤矿地质条件复杂，主要以中、小型断层为主，其中小断层较为发育。至今共查明大小断层共925条，其中逆断层有518条，占总条数的56%，正断层有407条，占总条数的44%。落差在10-20m断层9条，占0.97%，揭2-10m落差的断层132条，小于2.0m落差的断层780条，断层破坏煤层结构，这使煤系地层中普遍存在煤层重复、缺失、增厚或变薄，甚至不可采的现象；因地质构造复杂，又难探明；同时煤层坚硬，透气性极差，透气性系数为0.00～0.02 m2/（MPa2·d），使抽采钻孔难以准确控制和抽采。

随着矿井生产力水平的发展，机械化程度提高，造成采掘接替更加紧张，合理的接替顺序、时间被打乱。局部地点抽采不充分、预抽率未达到规定范围等导致在采掘过程中的瓦斯涌出异常、炮后瓦斯超限、甚至发生煤与瓦斯突出，给矿井安全生产造成巨大的威胁。

本课题是在底板道钻场中施工一个爆破孔，通过在该钻孔内装药爆破，造成该爆破孔周边一定范围内煤体或岩体裂隙增加，爆破孔周边一定范围内围岩应力重新分布，通过钻场内爆破孔周边的抽采钻孔控制，提高抽采钻孔单孔抽采量、提高矿井预抽率，解决采掘工作面炮后瓦斯超限及煤与瓦斯突出的问题，并最终达到提高矿井安全生产效率的目的。

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1 白皎煤矿基本情况

1.1 企业概况

白皎煤矿位于四川省宜宾市珙县巡场镇，为四川省大型国有企业-四川煤炭产业集团下属芙蓉集团实业有限公司煤矿。矿井由重庆煤矿设计院设计， 1965年4月开工建设，1970年7月简易投产，设计能力为120万吨/年，2005年核定生产能力为75万吨/年，2001年实际产量为82.754万吨，是建矿以来最高产量，近年来由于灾害严重，产量程逐年下滑状态，实际生产能力仅有45～50万吨。

白皎煤矿位于珙县巡场镇南5km，走向长14.5km南北宽2.5~4.4km，面积39.0682km2。东以洛普河（长宁河上游）为 图1.1 矿井交通位置图 自然边界与珙县二号井田相隔，西以X号勘探线与芙蓉井田毗邻，上至小煤矿开采下限，下至原技术边界（即0号勘探线以西至-50m标高，0号勘探线以东至-200m标高）。地理坐标为：东经104°39′52″~104°45′52″，北纬 28°22′30″~ 28°28′45″。

区内交通便利，宜珙铁路通过井田北缘，有专线从伍家岩站到井口。宜珙铁路往北经内宜铁路于内江与成渝线相连。公路交通四通八达，巡场是矿区的交通中心，往北可达宜宾市，向南经珙县、往西经高县可达云南，东经兴文县、泸州市可达贵州（见图1.1）。

1.2 煤层赋存及地质条件

矿井所在区域为四川盆地与云贵高原的接壤地带，山系走向与构造线方向基

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本一致，大体呈东西向，地势南高北低。井田位于珙长复式背斜之次级褶曲—双河背斜南翼西端，井田内除出现局部小型波状起伏外，基本上是一缓倾斜的单斜构造，倾向一般200～230°，倾角7～26°，由西向东逐渐增大。

井田内出露的地层由老到新为：下二叠统茅口组(P1m)，上二叠统峨眉山玄武岩组(P2β)和宣威组(P2x)，下三叠统飞仙关组(T1f)和嘉陵江组(Tlj)，总厚约1000m。煤系地层为宣威组，平均厚度131.3m。煤系地层宣威组含煤5~14层，其中可采和局部可采煤层共三层，即B3、B2、B1，系近距离煤层。煤层总厚平均为8.1m，可采煤层总厚平均为4.79m。可采煤层 (B3、B1煤层)集中于宣威组第二段中上部7~20m范围内。

矿井主要煤层厚度、间距及顶底板岩性见下表。

主要煤层层位、厚度、顶底板岩性表

煤层代号 厚度 m 倾角 间距 度 m 二煤层 0.64~4.2 （B3） 1.37 煤层结构简单至复杂，泥质灰岩及粘土岩 夹石多为粘土岩、泥岩。 0~11.8 细砂岩 3.5 煤层结构简单，井田中粘土岩 部不可采，为区内不稳砂质泥岩 或粉砂岩 7~17 定煤层。 0.64~4.36 四煤层 （B1） 2.04 煤层结构复杂，具2~30~9.2 层夹矸，夹矸细砂岩及砂2.5 0.05~1.10m，为粘土岩、质泥岩 粘土岩 炭质泥岩。往深部厚度 变大，属稳定煤层。

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煤层特征 顶板岩性 底板岩性 砂质泥岩、0~1.50 三煤层 （B2） 0.82